cours de réaction acido-basiques Voir l'article

Equation de maxwell Ampère et Maxwell Fraday (Exercice)

Exercice : Condensateur plan en régime sinusoïdal rapidement variable


Un condensateur plan est constitué par deux disques métalliques de rayon R et de même axe dans le vide. On applique au condensateur suivant la direction prise comme axe Oz, un champ électrique uniforme et sinusoïdal $\overrightarrow{E1}=\overrightarrow{E0}{{e}^{i\omega t}}$ . On néglige les effets de bord.

      1-   Montrer que $\overrightarrow{E1}$  crée un champ magnétique $\overrightarrow{B2}$  . A partir des lignes de champ de $\overrightarrow{E1}$ , quelles  sont les lignes de champ de $\overrightarrow{B2}$ ? Exprimer $\overrightarrow{B2}$ en un point disant de ρ de l’axe en fonction de ρ, t,ω, $\overrightarrow{E1}$ et c avec $\varepsilon 0\mu 0c{}^\text{2}=1$ .

       2-   Monter qu’à son tour $\overrightarrow{B2}$ crée un champ électrique $\overrightarrow{E3}(\rho )$ . Quelle est la direction des lignes de champ de $\overrightarrow{E3}$ ? Sachant que $\overrightarrow{E3}$ est nul sur l’axe , Exprimer le champ $\overrightarrow{E3}$ en un point distant de ρ de l’axe en fonction de $\overrightarrow{E1}$, ρ, ω et c

Corrigé ( Spire circulaire )

1) symétries : 

     La spire est invariante par rotation autour de l'axe Oz
       → Symétrie axiale.
       → Symétrie de coordonnées cylindrique, M(r,θ,z)
    Tous les effets crées par la spire sont indépendant de la variable θ
                                =(M) = =(r,θ,z) ==(r,z)
Direction de = :
       Tout plan passant par Oz ( M∈ Oz) est un plan d'antisymétrie . = vecteur axiale (pseudo-vecteur) ∈ à       tous ces plan d'antisymétrie ⇒ appartient à l'intersection des P.A.S , Donc =(M) = Β(M)

En résumé : 
         =(M) =  Β(r,z) =  Β(r=0,z) 

2) loi de Biot-Savart:

   Un élément de courant Idl entourant le point P crée en M un champ magnétique élémentaire donné par :
                             
on a :
            
          
par intégration :


(La suite )

Exercice : ( Sprire circulaire )


    Spire circulaire 

Un courant d'intensité I circule dans une spire circulaire de rayon b et de centre O . on se 

propose de déterminer le champ d'induction magnétique
=(M) créé au point M de l'axe Oz de la spire.
     1- Par des considérations de symétrie, montrer que
 =(M) est dirigé suivant Oz et déterminer les variables dont il dépend .
     
     2- A l'aide de la loi de Biot et Savart, déterminer =(M) que l'on exprimera en fonction de l'angle α . En déduire le champ au point O(z=0) et pour un point M très éloigné sur l'axe Oz (OM = z→∞).
     3-un enroulement de spires jointives identiques d'épaisseur très faible vis-à-vis du rayon des spires constitue une bobine plate , Déduire de la question précédente le champ d'induction magnétique créé en M par une bobine plate en O, D'axe Oz et comportant N spires.
   
     4- Calculer la circulation de =(M) le long de l'axe Oz. justifier votre réponse  


  

Magnétostatique dans le vide


Champ d'induction magnétique créé par une charge en mouvement 

 

                              ( On l'admettra )

Unités:

          Dans le système international, le Tesla (T)

          Dans le système C.G.S, le Gauss (G)

: perméabilité du vide =4π×10-7 H.m-1   (Henry par mètre )

 : Où  est la permittivité du vide , c la vitesse de la lumière dans le vide.

Cette relation indique le lien qui existe entre le magnétisme, l'électricité et l'optique.

 est un pseudo vecteur puisqu'il résulte d'un produit vectoriel.

Principe de superposition:

q1→1(M)  /

                        alors q1+q2 →(M) = 1(M) + 2(M)

 q2→2(M) 

Exercice 1 : (Réaction dans l’eau )



Écrire, dans l’eau les réactions chimiques mettant en évidence le caractère acide , basique ou neutre des composés suivant : HCl, CH3COOH, NH4Cl, NaOH, NH3, KCN,NaCl, NaH2PO4
  
  1)      HCl + H2O      ------>       H3O+ + Cl-                              ( acide)

2)      CH3COOH + H2O    <====>    H3O+ + CH3COO-        (acide)

3)      NH4CL + H2O      ------>    NH4+   + Cl-

Le chlorure d’ammonium NH4Cl est un sel soluble qui se dissocie dans l’eau , cette solution est donc un mélange d’un acide faible, l’ion ammonium NH4+ et de sa base conjuguée, l’ammoniaque NH3 .
Donc : NH4+ + H2O               NH3 + H3O+                           (acide)

4)      NaOH + H2O  ------>     Na+   +  OH-  + H2O             (base)


5)      NH3 + H2O   <====>    NH4+   + OH-                         (base)

6)     KCN     ------>    K+   +   CN-  
     
     CN-  + H2O    <====>   HCN + OH-                         (base)

7)  NaCl      ------>  Na+   +   Cl-                                     (neutre)

Remarque :    Constante d'acidité Ka  =  [H3O+][B]/ [A]



Réactions acido-basiques ( S2/Smpc) /Conjugués et ampholytes



Dans la réaction (1) 


             



  •  l'acide AH est le produit d'une combinaison de sa base conjugué A- et le proton formés L’ensemble des deux espèces associées dans le même équilibre constitue un couple acide/base (AH/A-).

                                       acide <==> base + H+


  •   Certains composés possèdent à la fois un H libérable sous la forme H+ et un ou plusieurs doublets non liants. Ils peuvent ainsi participer à deux couples, en étant l’acide de l’un et la base de l’autre. Ils sont amphotères ou ampholytes. Donc, selon le partenaire auquel il est opposé, un composé amphotère se comporte comme un acide ou comme une base.
  • Exemple :  H2O   
               est l’acide du couple H2O/OH-          H2O <==> OH- + H+
                  et la base du couple H3O+/H2O        H3O+ <==> H2O + H+

    Réactions acido-basiques ( S2/Smpc)




    1- Définitions :
              Parmi les différentes théories des acides et des bases, la théorie proposée par Bronsted en 1923 est       encore actuellement la plus utilisée. C’est cette théorie qui sera développer tout au long de cette étude.
    • Un acide est une espèce chimique, ion ou molécule, susceptible de libérer (céder) un proton H+. Un acide contient donc nécessairement l’élément hydrogène, mais tout composé hydrogéné n’est pas pour autant un acide :
                                    AH <==> A- + H+ exemple HCN <==> CN-+ H+ (1)
    • Une base est une espèce chimique, ion ou molécule, susceptible d’accepter (fixer) un proton H+.Une base possède nécessairement un doublet d’électrons non-liant sur lequel l’ion H+ vient se lier. :
                            A- + H+ <==> AH exemple CN-+ H+ <==> HCN (2a)
            ou encore B + H+ <==> BH+ exemple NH3 + H+ <==> NH4+ (2b)
      
           Il est à noter que les composés tels que NaOH, KOH, … , dans l’eau se dissocient en donnant
    des ions OH- qui sont des bases puisqu’ils peuvent fixer un proton : OH- + H+ <==> H2O